Усовершенствование электрооборудования мотоцикла

Схемотехника электрооборудования даже современных мотоциклов типа «Урал-Вояж», «Урал-Волк» не блещет изысканностью и фактически не менялась с середины прошлого века. Все тот-же принцип построения схемы: аккумулятор и генератор соедененны между собой, + питания на все потребители идет через замок зажигания.

Давно уже задумывался об усовершенствовании данной схемы.

Причина? Она проста. На моем мотоцикле установлен генератор 500W и аккумулятор емкостью 55 А*Ч, казалось-бы, что проблем с установкой мощного света проблем быть не должно. Но после установки лампы фары мощностью 90/100W вместо лампы 55/60W у меня не возрасла яркость, мало того,она уменьшилась!

Вооружившись тестером замерил напряжение на генераторе(двигатель заведен, обороты около 1500), все в порядке, 13.9 вольт,но на самой лампе присутствовало чуть выше 10 вольт! Причина оказалась проста, все эти потери вносит проводка и переключатели.

Питание фары было разведенно вышеописанным образом. Аккумулятор +генератор соединяются с замком зажигания, от замка провод идет на руль, к переключателю режима «день-габариты-ночь», от этого переключателя ко второму, «дальний-ближний» и уже от последнего к самой фаре. При этом ток проходит ещё и 4 соединения в разьемах! При этом ещё удивительно, что на 100W лампе присутствует 10 вольт!

Многие могут возразить, что мощность лампы завышена, что повышенное сопротивление контактов можно уменьшить поджимая и очищая их. Всё это, конечно, так….но как говорится, чем меньше соединений в цепи, тем надежнее.

Выношу на ваш суд схему коммутатора питания (далее по тексту К), который позволит отказаться от такого обилия проводов в мотоциклетной проводке. Особенность данной схемы-непосредственая коммутация питания потребителей в бортовой сети, отсутствие пуков проводов, опутывающих руль. Данная схема позволяет сделать проводку максимально простой, не потребуется коммутировать «родными» переключателями десятки ампер, ток через контакты замка зажигания составит 200-260ма, а через остальные переключатели и кнопки не более 2ма! Естественно, увеличится и ресурс контактов.еще одна, немаловажная особенность-все управление осуществляется замыканием сигнального провода на «массу», те на корпус мотоцикла, что позволит, разнося управление, отказаться от дополнительного провода + питания(многие размещают замок зажигания на правой панели, прикрывающей аккумулятор).

Приступим к обсуждению схемы: оставлено соединение аккумулятора и генератора, оставлен аварийное отключение «массы» аккумулятора. + питания с аккумулятора поступает на параллельно соединенные обмотки реле (автомобильного типа, на замыкание) и параллельно соединенные контакты этих реле. Тут небольшое отступление:

Реле – это конечно шаг в прошлое, но это максимально простой способ коммутации значительного тока нагрузки без больших потерь и к тому-же оно не чувствительно к «наводкам», менее чувствительно к залитию водой замка зажигания.

При замыкании замка, реле подключат основную внутреннюю шину питания К, лампы подсветки приборов, габариты и через резистор сопротивлением 200 ом и лампу конторя (ЛК) зарядки обмотку подмагничивания генератора. Кстати, резистор можно не ставить, но в случае перегорания лампы контроля не будет идти тока возбуждения генератора.

Диод, включенный параллельно обмоткам отсечет индуктивный выброс обмоток реле.

«Фишка» схемы- коммутация осуществляется мощными Р-канальными полевыми транзисторами с изолированным затвором. Исток подключен к внутреннему плюсу К, сток к нагрузке, управление осуществляется замыканием затвора на землю. Резистор между затвором и истоком нужен для разрядки затвора и для создания тока через контакты управления. его сопротивление может лежать в пределах от сотен ом до десятком килоом. В последнем случае схема становится чувствительной к наводкам и к влажной среде.

Оптимально от 400 ом до 2.2кОм. Диод, включенный параллельно исток –сток защищает транзистор от пробоя выбросами напряжений, наводок.

На каждый потребитель собран модуль(в состав входит транзистор, диод, резистор), аналогичный примененному на данной схеме для коммутации лампы фары. для простоты обозначенный на схеме прямоугольником с 3-мя выводами :вход, управление, выход.

Оригинальное решение: в качестве реле поворотов применен «мигающий» светодиод совместно с вышеописанным модулем. И генератор импульсов и индикация.

Детали и конструкция: вся схема смонтирована на фольгированном текстолите, в железном корпусе 60Х90Х140 мм. на одной стороне корпуса прикреплена винтовая планка, используемая в силовой электротехнике, в качестве «сигнального» использован разъем LPTпорта компьютера DB25, установлен с другой стороны.

реле : стандартные «автомобильные» с током потребления 90 ма (не принципиально), с номинальным напряжением 12 вольт (проверенно, срабатывают и от 6 вольт), с максимальным током до 30а.

транзисторы: IRF9540N, IRF9Z34N c максимальным током 19 А, сопротивление сток-исток в открытом состоянии 0.1 ома. Установлены с двух сторон на одном радиаторе через слюдяную пластинку и пасту КПТ-8 (корпуса тр-ров должны быть изолированны друг от друга и корпуса!)

для мощных потребителей (фара, сигнал) рекомендую устанавливать тр-ры по два в параллель - потери еще уменьшатся. Экперементально проверенно, при включении транзистора через предохранитель в 15 А к аккумулятору и открытии его транзистор выживает, испытав большую перегрузку по току.

Блок предохранителей - автомобильный.

Шунтирующие диоды можно использовать любые кремниевые с прямым током не менее 0.5 а и обратным напряжением не менее 30 вольт (кд212, кд105, кд258). В качестве VD4-VD5 допустимо использование диодов с макс током 100 ма.

Мигающий светодиод-подойдет фактически любой, небольшая корекция частоты возможна резистором между истоком и затвором транзистора.

Если не удастся найти такой светодиод -сойдет и генератор выполненный на мс 561 серии, на таймере 555(ви1) или простой мультивибратор.

Резисторы-млт 0.125-0.250 кроме R1(2 W). Сопротивление R1 – 150-300 ом.

Остальные резисторы рекомендую в ределах от 500ом до 2.2 кОм.

Единственный конденсатор С1 служит для компенсации индуктивности и сопротивления проводов, идущих к зажиганию. тут чем больше емкость-тем лучше, но разницу почувствовать уже можно и с 1000мкф. напряжение –не ниже 25 вольт.если есть возможность –устанавливать как можно ближе к катушке зажигания- возрастет энергия искры.особенно это будет заметно с низкоомными катушками и электронном зажигании.

Не помешает и аналогичные конденсаторы по цепям питания сигнала, по внутренней шине К.

Корпус К оптимально установить под бензобаком или, что немногим хуже-под сиденьем мотоцикла. Вся сигнальная проводка убирается в руль.

После сборки и проверки плата покрывается 3-4 слоями цапон-лака (можно и древесным и разбавленной ацетоном эпоксидкой). Сигнальная проводка выполняется проводом МГТФ с сечением не менее 0.1 мм (весьма механически и термически прочен, одну жилу образуют 21 жилка, изоляция –фторопласт. выдерживает многократные перегибы и температуру до 300С). Провода также нелишне убрать в ПВХ трубку, оплетку от кабеля подходящего сечения или в «термоусадку»

Силовая проводка выполняется проводом не менее 0.75мм, соединение АКБ генератора и К –не менее 1.0 мм (взять из останков старой проводки). Предохранители обязательны!

Данная схема может работать на всех мотоциклах (да и на автомобилях) с питанием постоянным током от 6 до 12 вольт. Потребуется добавить или убрать дополнительные модули, возможно потребуется установка до 3-4 транзисторов в параллель. Также неплохо и включить между истоком и затвором транзисторов стабилитроны на 15-18 вольт катодом к затвору. Для увеличения срока службы ламп можно и реализовать плавное включение ламп. Для этого нужно установить 2 детали:конденсатор емкостью 220-500 мкф между затвором и истоком (- к затвору) и резистор, в 3-4 раза меньшего сопротивления чем R2 в разрыв цепи управления. После установки на мотоцикл места пайки проводов управления в разьемах, в переключателях и кнопках покрыть тем-же цапон-лаком, а в сами пульты закачать салидол или другую токонепроводящую смазку.

При эксплуатации в жестких погодных условиях рекомендую уменьшить сопротивления исток-затвор до 100-200 ом и увеличить мощность резисторов до 2 W.